The teacher introduces some concepts helpful by the observation of the night sky.
Observation of the night sky can become an interesting activity. For beginning, no equipment is needed, but the knowledge about the pattern of the constellations. Simple astronomical observations are available for everyone – only a clear, dark sky, without clouds and away from the lights of the city, is needed.
The Earth’s rotation around its own axis causes that we see sky objects apparently moving from East to West. The Earth’s motion around the Sun is the reason why different constellations appear in each season’s sky.
Celestial spherecelestial sphereCelestial sphere: Celestial sphere is an imaginary sphere with extremely large radius with the Earth located at its centre.
It has a North pole and a South pole aligned with the poles of the Earth.
There are two sky coordinates: right ascensionright ascensionright ascension is like earthly longitude, and declinationdeclinationdeclination as latitude.
The celestial equator lies in the same plane that includes the Earth’s equator.
[Illustration 1]
Objects in the night sky: In the night sky the stars and the planets are observed. In the table the main differences between stars and planets are summarized.
Constellations: There are 88 recognised constellations whose names trace back to the prehistory. In modern astronomy, the significance of constellations is no longer mythological, but practical.
Definition: ConstellationconstellationConstellation - a constellation is a group of stars that forms an imaginary region on the celestial sphere.
The stars and constellations are divided into two categories, due to the Earth’s rotation and axial tilt with respect to the Sun. Those stars and constellations that never set below the horizon are called circumpolarcircumpolarcircumpolar. The other objects are divided into seasonal stars and seasonal constellations.
Definition: CircumpolarcircumpolarCircumpolarconstellationconstellationconstellation - a circumpolar constellation is a constellation that never sets below the horizon, as viewed from the Earth.
The circumpolar constellations seen on the hemisphere in Poland are: Cepheus, Cassiopeia, Ursa Minor (Little Bear), Draco, Ursa Major (Great Bear), and Camelopardalis.
The seasonal constellations move by 90 degrees across the sky every three months. The circumpolarcircumpolarcircumpolar constellations seen exclusively on the northern or southern hemisphere have also there different locations at different times of year.
Projection of stars on the celestial spherecelestial spherecelestial sphere: The celestial bodies appear to the observer on the Earth to be at a fixed distance on the surface of the celestial sphere. But that what we observe is only a projection on the celestial sphere, irrespective of their real distance.
[Interactive graphics]
Star brightnessbrightnessbrightness: Stars within a constellationconstellationconstellation are usually labelled using the Greek letters roughly in order of its brightness. The brightest star is labelled by α, next one by β and so on.
Task 1
Cassiopeia is one of the most recognizable constellations in the night sky. This is circumpolarcircumpolarcircumpolarconstellationconstellationconstellation and can be seen all year round from northern latitudes. Figure out what are the names of its stars and order them with decreasing brightnessbrightnessbrightness. Use one of sky map available in the internet.
[Illustration 2]
Polar Star:
The Polar Star (from Latin, Polaris - pole) is the brightest star in the constellation of Ursa Minor. It lies approximately 430 light‑years from the Earth. A light year is the distance light travels (in a vacuum) in one Earth year. Polaris, commonly called the North Star or Pole star, is very close to the north celestial pole.
If you look at the photo taken with an extended exposure, you can see that the paths of stars are concentrated around the common centre. There is one almost stationary brighter point very close to the centre, within 1° of the pole - the star Polaris.
Celestial spherecelestial sphereCelestial sphere is an imaginary sphere with extremely large radius with the Earth located at its centre. We observe on the night sky mainly planets and stars, which are grouped in the constellations.
Selected words and expressions used in the lesson plan
Powszechnie uważa się, że Gwiazda Polarna jest najjaśniejszą gwiazdą na nocnym niebie. W rzeczywistości znajduje się na około 50‑tym miejscu wśród najjaśniejszych gwiazd. Natomiast można ją łatwo znaleźć. Możesz użyć zamieszczonego tutaj zdjęcia lub spróbować znaleźć ją bezpośrednio na nocnym niebie.
Aby zlokalizować Gwiazdę Polarną, musisz znaleźć układ Wielkiego Wozu w gwiazdozbiorze Wielkiej Niedźwiedzicy i dwie jej gwiazdy: Dubhe i Merak. Te dwie gwiazdy tworzą tylną oś Wielkiego Wozu. Odcinek między nimi przedłuż około pięć razy i znajdź jasną gwiazdę. Ta gwiazda to Gwiazda Polarna. Zaczynając od niej możesz również znaleźć gwiazdozbiór Małej Niedźwiedzicy.
Gwiazda Polarna (z łaciny, Polaris - biegun) jest najjaśniejszą gwiazdą w gwiazdozbiorze Małej Niedźwiedzicy. Jest oddalona o około 430 lat świetlnych od Ziemi. Gwiazda Polarna, potocznie nazywane również Gwiazdą Północną, jest położona bardzo blisko północnego bieguna niebieskiego. Jeśli spojrzysz na zdjęcie zrobione z długim czasem naświetlania, możesz zobaczyć, że tory gwiazd koncentrują się wokół wspólnego środka. Znajduje się tam - blisko środka, w granicach 1° od bieguna - prawie nieruchomy jaśniejszy punkt - Gwiazda Polarna.
m7a060164a18b56c2_1528449000663_0
Obserwujemy niebo wieczorne
m7a060164a18b56c2_1528449084556_0
Drugi
m7a060164a18b56c2_1528449076687_0
III. Grawitacja i elementy astronomii. Uczeń:
4) opisuje budowę Układu Słonecznego i jego miejsce w Galaktyce; posługuje się pojęciami jednostki astronomicznej i roku świetlnego.
m7a060164a18b56c2_1528449068082_0
45 minut
m7a060164a18b56c2_1528449523725_0
Opisuje obiekty widziane podczas obserwacji nocnego nieba.
m7a060164a18b56c2_1528449552113_0
1. Wyjaśnia, czym jest gwiazdozbiór.
2. Znajduje Gwiazdę Północną na nocnym niebie.
m7a060164a18b56c2_1528450430307_0
Uczeń:
- wyjaśnia, jakie obiekty są widoczne na nocnym niebie,
- opisuje różne gwiazdozbiory.
m7a060164a18b56c2_1528449534267_0
1. Dyskusja.
2. Analiza tekstu.
m7a060164a18b56c2_1528449514617_0
1. Praca indywidualna.
2. Praca grupowa.
m7a060164a18b56c2_1528450127855_0
Uczniowie omawiają, jakie obiekty są widoczne podczas obserwacji nocnego nieba. Zapisują nazwy obiektów na tablicy.
Jakie obiekty widzimy na nocnym niebie?
m7a060164a18b56c2_1528446435040_0
Nauczyciel wprowadza pewne pojęcia pomocne w obserwacji nocnego nieba.
Obserwacja nocnego nieba może stać się interesującym zajęciem. Początkowo nie jest potrzebny żaden przyrząd do obserwacji nieba, tylko wiedza na temat układów gwiazdozbiorów. Proste obserwacje astronomiczne są dostępne dla każdego – potrzebne jest tylko czyste, ciemne niebo – bezchmurne i z dala od świateł miasta.
Obrót Ziemi wokół własnej osi powoduje, że widzimy obiekty nieba pozornie poruszające się ze wschodu na zachód. Ruch Ziemi wokół Słońca powoduje, że na niebie w każdej porze roku pojawiają się różne gwiazdozbiory.
Sfera niebieska: Sfera niebieska to pozorna kula o bardzo dużym promieniu, z Ziemią znajdującą się w jej środku.
Sfera ma biegun północny i biegun południowy leżący w tej samej linii co bieguny Ziemi.
Istnieją dwie współrzędne do określania położenia na niebie: rektascensja jest odpowiednikiem ziemskiej długości geograficznej, a deklinacja szerokości geograficznej.
Równik niebieski leży w tej samej płaszczyźnie co równik Ziemi.
[Ilustracja 1]
Obiekty na nocnym niebie: Na nocnym niebie widoczne są gwiazdy i planety. W tabeli podsumowano główne różnice między gwiazdami a planetami.
[Tabela 1]
Gwiazdozbiory: Istnieje 88 znanych gwiazdozbiorów, których niektóre nazwy pochodzą z czasów prehistorycznych. We współczesnej astronomii gwiazdozbiorów nie są rozważane od strony mitologicznej, lecz wyłącznie praktycznej.
Definicja: Gwiazdozbiór - gwiazdozbiór to grupa gwiazd, która zajmuje pewien obszar na sferze niebieskiej.
Z powodu obrotu Ziemi i nachylenia jej osi względem Słońca, gwiazdy i gwiazdozbiory dzielą się na dwie kategorie. Te gwiazdy i gwiazdozbiory, które nigdy nie zachodzą poniżej horyzontu, nazywa się „okołobiegunowymi”. Pozostałe obiekty są podzielone na gwiazdy i gwiazdozbiory letnie lub zimowe.
Definicja: Gwiazdozbiór okołobiegunowy – gwiazdozbiór okołobiegunowy to gwiazdozbiór, który dla obserwatora na Ziemi nigdy nie zachodzi poniżej horyzontu.
Gwiazdozbiory okołobiegunowe widziane na półkuli północnej w Polsce to: Cefeusz, Kasjopeja, Mała Niedźwiedzica, Smok, Wielka Niedźwiedzica i Żyrafa.
Gwiazdozbiory letnie i zimowe przemieszczają się na niebie o 90 stopni co trzy miesiące. Gwiazdozbiory okołobiegunowe widoczne wyłącznie na półkuli północnej lub południowej również zmieniają położenie w różnych porach roku.
Projekcja gwiazd na powierzchni sfery niebieskiej: Dla obserwatora na Ziemi ciała niebieskie wydają się znajdować w stałej odległości na powierzchni sfery niebieskiej. Ale to, co obserwujemy, jest tylko projekcją na sferę niebieską, niezależną od ich rzeczywistej odległości.
[Grafika interaktywna]
Jasność gwiazd: Gwiazdy w gwiazdozbiorze są zwykle oznaczane za pomocą greckich liter w kolejności ich jasności. Najjaśniejsza gwiazda jest oznaczona przez α, następna w kolejności przez β i tak dalej.
Polecenie 1
Kasjopeja jest jednym z najbardziej rozpoznawalnych gwiazdozbiorów na nocnym niebie. Jest to gwiazdozbiór okołobiegunowy, który można obserwować przez cały rok na północnej półkuli. Sprawdź, jak nazywają się gwiazdy należące do tego gwiazdozbioru i uporządkuj je w kolejności zmniejszającej się jasności. Użyj dowolnej mapy nieba dostępnej w internecie.
[Ilustracja 2]
Gwiazda Polarna:
Gwiazda Polarna (z łaciny, Polaris - biegun) jest najjaśniejszą gwiazdą w gwiazdozbiorze Małej Niedźwiedzicy. Jest oddalona o około 430 lat świetlnych od Ziemi. Gwiazda Polarna, potocznie nazywana również Gwiazdą Północną, jest położona bardzo blisko północnego bieguna niebieskiego.
Jeśli spojrzysz na zdjęcie zrobione z długim czasem naświetlania, możesz zobaczyć, że tory gwiazd koncentrują się wokół wspólnego środka. Znajduje się tam - blisko środka, w granicach 1° od bieguna - prawie nieruchomy jaśniejszy punkt - Gwiazda Polarna.
[Ilustracja 3]
Polecenie 2
Powszechnie uważa się, że Gwiazda Polarna jest najjaśniejszą gwiazdą na nocnym niebie. W rzeczywistości znajduje się na około 50‑tym miejscu wśród najjaśniejszych gwiazd. Natomiast można ją łatwo znaleźć. Możesz użyć zamieszczonego tutaj zdjęcia lub spróbować znaleźć ją bezpośrednio na nocnym niebie.
Aby zlokalizować Gwiazdę Polarną, musisz znaleźć układ Wielkiego Wozu w gwiazdozbiorze Wielkiej Niedźwiedzicy i dwie jej gwiazdy: Dubhe i Merak. Te dwie gwiazdy tworzą tylną oś Wielkiego Wozu. Odcinek między nimi przedłuż około pięć razy i znajdź jasną gwiazdę. Ta gwiazda to Gwiazda Polarna. Zaczynając od niej możesz również znaleźć gwiazdozbiór Małej Niedźwiedzicy.
[Ilustracja 4]
Rozwiązanie:
[Ilustracja 5]
m7a060164a18b56c2_1528450119332_0
Sfera niebieska to pozorna kula o bardzo dużym promieniu, z Ziemią znajdującą się w jej środku. Na nocnym niebie obserwujemy głównie planety i gwiazdy, które są pogrupowane w gwiazdozbiory.